梳理STM32F429之通信传输部分---NO.8 硬件SPI

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了梳理STM32F429之通信传输部分---NO.8 硬件SPI相关的知识，希望对你有一定的参考价值。


目录

 

​​一、STM32 的 SPI 特性及架构：​​

​​二、SPI 初始化结构体详解：​​

​​三、硬件SPI—读写串行 FLASH 实验​​

一、STM32 的 SPI 特性及架构：

1、引脚简介：

(1)  

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 (Slave Select)：从设备选择信号线，常称为片选信号线，也称为 NSS、 CS，以下用 NSS 表示。

(2) SCK (Serial Clock)： 时钟信号线，用于通讯数据同步。两个设备之间通讯时，通讯速率受限于低速设备。

(3) MOSI (Master Output， Slave Input)： 主设备输出/从设备输入引脚。

(4) MISO(Master Input,， Slave Output)： 主设备输入/从设备输出引脚。

2、STM32 的 SPI 通讯引脚：

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       其中 SPI1、 SPI4、 SPI5、 SPI6 是 APB2 上的设备，最高通信速率达 45Mbtis/s， SPI2、SPI3 是 APB1 上的设备，最高通信速率为 22.5Mbits/s。

3、通讯过程：

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4、SPI 的四种模式：

       由 CPOL 及 CPHA 的不同状态， SPI 分成了四种模式，主机与从机需要工作在相同的模式下才可以正常通讯，实际中采用较多的是“模式 0”与“模式 3”。

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  • CPOL=0，表示当SCLK=0时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于高电平时
  • CPOL=1，表示当SCLK=1时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于低电平时
  • CPHA=0，表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿
  • CPHA=1，表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿

5、 W25Q256内存划分情况：

W25Q256芯片：

每个芯片 0-511个块   --- 每个块64KB

每个块有 0-15个扇区 --- 每个扇区4KB

512块 X 64KB = 32768‬KB = 32M ( 32768‬KB / 1024 )

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二、SPI 初始化结构体详解：

       STM32标准库提供了SPI初始化结构体及初始化函数来配置SPI外设。初始化结构体及函数定义在库文件“stm32f4xx_spi.h”及“stm32f4xx_spi.c”中。

typedef struct 
 

uint16_t SPI_Direction;       /*设置 SPI 的单双向模式 */ 
uint16_t SPI_Mode;               /*设置 SPI 的主/从机端模式 */ 
uint16_t SPI_DataSize;           /*设置 SPI 的数据帧长度，可选 8/16 位 */ 
uint16_t SPI_CPOL;                /*设置时钟极性 CPOL，可选高/低电平*/ 
uint16_t SPI_CPHA;                /*设置时钟相位，可选奇/偶数边沿采样 */ 
uint16_t SPI_NSS;         /*设置 NSS 引脚由 SPI 硬件控制还是软件控制*/ 
uint16_t SPI_BaudRatePrescaler; /*设置时钟分频因子，fpclk/分频数=fSCK */ 
uint16_t SPI_FirstBit;           /*设置 MSB/LSB 先行 */ 
uint16_t SPI_CRCPolynomial;      /*设置 CRC 校验的表达式 */ 
 SPI_InitTypeDef;

(1) SPI_Direction
       本成员设置 SPI 的通讯方向，可设置为双线全双工(SPI_Direction_2Lines_FullDuplex)，双线只接收(SPI_Direction_2Lines_RxOnly)，单线只接收(SPI_Direction_1Line_Rx)、单线只发送模式(SPI_Direction_1Line_Tx)。

(2) SPI_Mode
       本成员设置 SPI 工作在主机模式(SPI_Mode_Master)或从机模式(SPI_Mode_Slave )，这两个模式的最大区别为 SPI 的 SCK 信号线的时序， SCK 的时序是由通讯中的主机产生的。若被配置为从机模式， STM32 的 SPI 外设将接受外来的 SCK 信号。

(3) SPI_DataSize
       本成员可以选择 SPI 通讯的数据帧大小是为 8 位(SPI_DataSize_8b)或16 位(SPI_DataSize_16b)。

(4) SPI_CPOL 和 SPI_CPHA

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       时钟极性 CPOL 成员，可设置为高电平(SPI_CPOL_High)或低电平(SPI_CPOL_Low )。

       时钟相位 CPHA 则可以设置为 SPI_CPHA_1Edge(在 SCK 的奇数边沿采集数据) 或SPI_CPHA_2Edge (在 SCK 的偶数边沿采集数据) 。

(5) SPI_NSS
       本成员配置 NSS 引脚的使用模式，可以选择为硬件模式(SPI_NSS_Hard )与软件模式(SPI_NSS_Soft )，在硬件模式中的 SPI 片选信号由 SPI 硬件自动产生，而软件模式则需要我们亲自把相应的 GPIO 端口拉高或置低产生非片选和片选信号。实际中软件模式应用比较多。

(6) SPI_BaudRatePrescaler

       本成员设置波特率分频因子，分频后的时钟即为 SPI 的 SCK 信号线的时钟频率。这个成员参数可设置为 fpclk 的 2、 4、 6、 8、 16、 32、 64、 128、 256 分频。

(7) SPI_FirstBit

       所有串行的通讯协议都会有 MSB 先行(高位数据在前)还是 LSB 先行(低位数据在前)的问题，而 STM32 的 SPI 模块可以通过这个结构体成员，对这个特性编程控制。

(8) SPI_CRCPolynomial
       这是 SPI 的 CRC 校验中的多项式，若我们使用 CRC 校验时，就使用这个成员的参数(多项式)，来计算 CRC 的值。

三、硬件SPI—读写串行 FLASH 实验

闪存，它与 EEPROM 都是掉电后数据不丢失的存储器，但 FLASH存储器容量普遍大于 EEPROM，现在基本取代了它的地位。

       我们生活中常用的 U 盘、 SD卡、 SSD 固态硬盘以及我们 STM32 芯片内部用于存储程序的设备，都是 FLASH 类型的存储器。在存储控制上，最主要的区别是 FLASH 芯片只能一大片一大片地擦写，而 EEPROM 可以单个字节擦写。

主模式， 通过查询事件的方式来确保正常通讯。
1、硬件设计

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       本实验中的 FLASH 芯片(型号： W25Q256)是一种使用 SPI 通讯协议的 NOR FLASH存储器，它的 CS/CLK/DIO/DO 引脚分别连接到了 STM32 对应的 SDI 引脚NSS/SCK/MOSI/MISO 上，其中 STM32 的 NSS 引脚是一个普通的 GPIO，不是 SPI 的专用NSS 引脚，所以程序中我们要使用软件控制的方式。
       FLASH 芯片中还有 WP 和 HOLD 引脚。 WP 引脚可控制写保护功能，当该引脚为低电平时，禁止写入数据。我们直接接电源，不使用写保护功能。 HOLD 引脚可用于暂停通讯，该引脚为低电平时，通讯暂停，数据输出引脚输出高阻抗状态，时钟和数据输入引脚无效。
我们直接接电源，不使用通讯暂停功能。

2、软件设计

（1）编程要点

  1. 初始化通讯使用的目标引脚及端口时钟；
  2. 使能 SPI 外设的时钟；
  3. 配置 SPI 外设的模式、地址、速率等参数并使能 SPI 外设；
  4. 编写基本 SPI 按字节收发的函数；
  5. 编写对 FLASH 擦除及读写操作的的函数；
  6. 编写测试程序，对读写数据进行校验。

（2）代码分析
       ① SPI 硬件相关宏定义

//SPI 号及时钟初始化函数 
#define FLASH_SPI                          SPI5 
#define FLASH_SPI_CLK                      RCC_APB2Periph_SPI5 
#define FLASH_SPI_CLK_INIT                 RCC_APB2PeriphClockCmd 
//SCK 引脚 
#define FLASH_SPI_SCK_PIN                  GPIO_Pin_7 
#define FLASH_SPI_SCK_GPIO_PORT            GPIOF 
#define FLASH_SPI_SCK_GPIO_CLK             RCC_AHB1Periph_GPIOF 
#define FLASH_SPI_SCK_PINSOURCE            GPIO_PinSource7 
#define FLASH_SPI_SCK_AF                   GPIO_AF_SPI5 
//MISO 引脚 
#define FLASH_SPI_MISO_PIN                 GPIO_Pin_8 
#define FLASH_SPI_MISO_GPIO_PORT           GPIOF 
#define FLASH_SPI_MISO_GPIO_CLK            RCC_AHB1Periph_GPIOF 
#define FLASH_SPI_MISO_PINSOURCE           GPIO_PinSource8 
#define FLASH_SPI_MISO_AF                  GPIO_AF_SPI5 
//MOSI 引脚 
#define FLASH_SPI_MOSI_PIN                 GPIO_Pin_9 
#define FLASH_SPI_MOSI_GPIO_PORT           GPIOF 
#define FLASH_SPI_MOSI_GPIO_CLK            RCC_AHB1Periph_GPIOF 
#define FLASH_SPI_MOSI_PINSOURCE           GPIO_PinSource9 
#define FLASH_SPI_MOSI_AF                   GPIO_AF_SPI5 
//CS(NSS)引脚 
#define FLASH_CS_PIN                        GPIO_Pin_6 
#define FLASH_CS_GPIO_PORT                  GPIOF 
#define FLASH_CS_GPIO_CLK                   RCC_AHB1Periph_GPIOF 
 
//控制 CS(NSS)引脚输出低电平 
#define SPI_FLASH_CS_LOW()     FLASH_CS_GPIO_PORT->BSRRH=FLASH_CS_PIN; 
//控制 CS(NSS)引脚输出高电平 
#define SPI_FLASH_CS_HIGH()    FLASH_CS_GPIO_PORT->BSRRL=FLASH_CS_PIN;

       与 FLASH 通讯使用的 SPI 号 、引脚号、引脚源以及复用功能映射都以宏封装起来，并且定义了控制 CS(NSS)引脚输出电平的宏，以便配置产生起始和停止信号时使用。
       ② 初始化 SPI 的 GPIO

/**
* @brief  SPI_FLASH 初始化 
* @param 无 
* @retval 无 
*/ 
void SPI_FLASH_Init(void) 
 
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
/* 使能 FLASH_SPI 及 GPIO 时钟 */ 
/*!< SPI_FLASH_SPI_CS_GPIO, SPI_FLASH_SPI_MOSI_GPIO, 
SPI_FLASH_SPI_MISO_GPIO 和 SPI_FLASH_SPI_SCK_GPIO 时钟使能 */ 

RCC_AHB1PeriphClockCmd (FLASH_SPI_SCK_GPIO_CLK | FLASH_SPI_MISO_GPIO_CLK| 
FLASH_SPI_MOSI_GPIO_CLK|FLASH_CS_GPIO_CLK, ENABLE); 
/*!< SPI_FLASH_SPI 时钟使能 */ 
FLASH_SPI_CLK_INIT(FLASH_SPI_CLK, ENABLE); 
//设置引脚复用 GPIO_PinAFConfig(FLASH_SPI_SCK_GPIO_PORT,FLASH_SPI_SCK_PINSOURCE, 
FLASH_SPI_SCK_AF); GPIO_PinAFConfig(FLASH_SPI_MISO_GPIO_PORT,FLASH_SPI_MISO_PINSOURCE, 
FLASH_SPI_MISO_AF); GPIO_PinAFConfig(FLASH_SPI_MOSI_GPIO_PORT,FLASH_SPI_MOSI_PINSOURCE, 
FLASH_SPI_MOSI_AF); 
/*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引脚: SCK */ 
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_SCK_PIN; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; 
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; 
GPIO_Init(FLASH_SPI_SCK_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 
/*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引脚: MISO */ 
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_MISO_PIN; 
GPIO_Init(FLASH_SPI_MISO_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 
/*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引脚: MOSI */ 
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_MOSI_PIN; 
GPIO_Init(FLASH_SPI_MOSI_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 
/*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引脚: CS */ 
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_CS_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; 
GPIO_Init(FLASH_CS_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 
/* 停止信号 FLASH: CS 引脚高电平*/ 
SPI_FLASH_CS_HIGH();

       向 GPIO 初始化结构体赋值，把 SCK/MOSI/MISO 引脚初始化成复用推挽模式。而CS(NSS)引脚由于使用软件控制，我们把它配置为普通的推挽输出模式。

       ③ 配置 SPI 的模式

/** 
* @brief  SPI_FLASH 初始化 
* @param 无 
* @retval 无 
*/ 
void SPI_FLASH_Init(void) 
 
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
/* 使能 FLASH_SPI 及 GPIO 时钟 */ 
/*!< SPI_FLASH_SPI_CS_GPIO, SPI_FLASH_SPI_MOSI_GPIO, 
SPI_FLASH_SPI_MISO_GPIO,SPI_FLASH_SPI_SCK_GPIO 时钟使能 */ 
RCC_AHB1PeriphClockCmd (FLASH_SPI_SCK_GPIO_CLK |FLASH_SPI_MISO_GPIO_CLK|FLASH_SPI_MOSI_GPIO_CLK|FLASH_CS_GPIO_CLK, ENABLE); 
/*!< SPI_FLASH_SPI 时钟使能 */ 
//设置引脚复用
GPIO_PinAFConfig(FLASH_SPI_SCK_GPIO_PORT,FLASH_SPI_SCK_PINSOURCE,FLASH_SPI_SCK_AF); 
GPIO_PinAFConfig(FLASH_SPI_MISO_GPIO_PORT,FLASH_SPI_MISO_PINSOURCE,FLASH_SPI_MISO_AF); 
GPIO_PinAFConfig(FLASH_SPI_MOSI_GPIO_PORT,FLASH_SPI_MOSI_PINSOURCE,FLASH_SPI_MOSI_AF); 
 
/*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引脚: SCK */ 
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_SCK_PIN; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; 
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; 
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; 
 
GPIO_Init(FLASH_SPI_SCK_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 
 
/*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引脚: MISO */ 
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_MISO_PIN; 
GPIO_Init(FLASH_SPI_MISO_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 
 
/*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引脚: MOSI */ 
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_MOSI_PIN; 
GPIO_Init(FLASH_SPI_MOSI_GPIO_PORT, 
&GPIO_InitStructure); 
 
/*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引脚: CS */ 
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_CS_PIN; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; 
GPIO_Init(FLASH_CS_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 
 
/* 停止信号 FLASH: CS 引脚高电平*/ 
SPI_FLASH_CS_HIGH(); 
 
/* FLASH_SPI 模式配置 */ 
// FLASH 芯片 支持 SPI 模式 0 及模式 3，据此设置 CPOL CPHA 
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; SPI_InitStructure.SPI_Mode = 
SPI_Mode_Master; SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; SPI_InitStructure.SPI_CPOL = 
SPI_CPOL_High; SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; 
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; 
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2; 
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; 
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; 
SPI_Init(FLASH_SPI, &SPI_InitStructure); 
 
/* 使能 FLASH_SPI  */ 
SPI_Cmd(FLASH_SPI, ENABLE); 
 
/* 使 SPI_FLASH 进入 4 字节地址模式 */ 
SPI_FLASH_Mode_Init();

         这段代码中，把 STM32 的 SPI 外设配置为主机端，双线全双工模式，数据帧长度为 8位，使用 SPI 模式 3(CPOL=1， CPHA=1)， NSS 引脚由软件控制以及 MSB 先行模式。最后一个成员为 CRC 计算式，由于我们与 FLASH 芯片通讯不需要 CRC 校验，并没有使能 SPI的 CRC 功能，这时 CRC 计算式的成员值是无效的。最后配置 W25Q256 进入 4 字节地址模式，默认是 3 字节地址模式。

       ④ 使用 SPI 发送和接收一个字节的数据

/*
* @brief 使用 SPI 发送一个字节的数据 
* @param byte：要发送的数据 
* @retval 返回接收到的数据 
*/ 
u8 SPI_FLASH_SendByte(u8 byte) 
 
SPITimeout = SPIT_FLAG_TIMEOUT; 
/* 等待发送缓冲区为空，TXE 事件 */ 
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(FLASH_SPI, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) 
 
if ((SPITimeout--) == 0) 
return SPI_TIMEOUT_UserCallback(0); 
 

/* 写入数据寄存器，把要写入的数据写入发送缓冲区 */ 
SPI_I2S_SendData(FLASH_SPI, byte); 
SPITimeout = SPIT_FLAG_TIMEOUT; 
/* 等待接收缓冲区非空，RXNE 事件 */ 
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(FLASH_SPI, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) 
 
if ((SPITimeout--) == 0) 
return SPI_TIMEOUT_UserCallback(1); 
 
/* 读取数据寄存器，获取接收缓冲区数据 */ 
return SPI_I2S_ReceiveData(FLASH_SPI); 
 
/** 
* @brief 使用 SPI 读取一个字节的数据 
* @param 无 
* @retval 返回接收到的数据 
*/ 
u8 SPI_FLASH_ReadByte(void) 
 
return (SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte));

       ⑤ 控制 FLASH 的指令

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       ⑥ 定义 FLASH 指令编码表

        FLASH 芯片的常用指令编码使用宏来封装起来，后面需要发送指令编码的时候我们直接使用这些宏即可。

/*命令定义-开头*******************************/ 
#define W25X_WriteEnable         0x06 
#define W25X_WriteDisable        0x04 
#define W25X_ReadStatusReg       0x05 
#define W25X_WriteStatusReg    0x01 
#define W25X_ReadData            0x03 
#define W25X_FastReadData        0x0B 
#define W25X_FastReadDual        0x3B 
#define W25X_PageProgram         0x02 
#define W25X_BlockErase          0xD8 
#define W25X_SectorErase         0x20 
#define W25X_ChipErase           0xC7 
#define W25X_PowerDown           0xB9 
#define W25X_ReleasePowerDown  0xAB 
#define W25X_DeviceID            0xAB 
#define W25X_ManufactDeviceID    0x90 
#define W25X_JedecDeviceID       0x9F 
#define W25X_Enter4ByteMode      0xB7 
#define W25X_ReadStatusRegister3     0x15 
 
#define WIP_Flag                 0x01  
#define Dummy_Byte               0xFF

       ⑦ 读取 FLASH 芯片 ID

/*
* @param 无 
* @retval FLASH ID 
*/ 
u32 SPI_FLASH_ReadID(void) 
 

u32 Temp = 0, Temp0 = 0, Temp1 = 0, Temp2 = 0; 
 
/* 开始通讯：CS 低电平 */ 
SPI_FLASH_CS_LOW(); 
 
/* 发送 JEDEC 指令，读取 ID */ 
SPI_FLASH_SendByte(W25X_JedecDeviceID); 
 
/* 读取一个字节数据 */ 
Temp0 = SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte); 
 
/* 读取一个字节数据 */ 
Temp1 = SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte); 
 
/* 读取一个字节数据 */ 
Temp2 = SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte); 
 
/* 停止通讯：CS 高电平 */ 
SPI_FLASH_CS_HIGH(); 
 
/*把数据组合起来，作为函数的返回值*/ 
Temp = (Temp0 << 16) | (Temp1 << 8) | Temp2; 
 
return Temp;

       实现了“ JEDEC ID”指令的时序：发送一个字节的指令编码“ W25X_JedecDeviceID”，然后读取 3 个字节，获取 FLASH 芯片对该指令的响应，最后把读取到的这 3 个数据合并到一个变量 Temp 中，然后作为函数返回值，把该返回值与我们定义的宏“ sFLASH_ID”对比，即可知道 FLASH 芯片是否正常。

       ⑧ FLASH 写使能以及读取当前状态
       在向 FLASH 芯片存储矩阵写入数据前，首先要使能写操作，通过“ Write Enable”命令即可写使能。

写使能命令

/** 
* @brief 向 FLASH 发送 写使能 命令 
* @param none 
* @retval none 
*/ 
void SPI_FLASH_WriteEnable(void) 
 
/* 通讯开始：CS 低 */ 
SPI_FLASH_CS_LOW(); 
 
/* 发送写使能命令*/ 
SPI_FLASH_SendByte(W25X_WriteEnable); 
 
/*通讯结束：CS 高 */ 
SPI_FLASH_CS_HIGH();

通过读状态寄存器等待 FLASH 芯片空闲

/*WIP(BUSY)标志：FLASH 内部正在写入*/ 
#define WIP_Flag                 0x01 
 
/** 
* @brief 等待 WIP(BUSY)标志被置 0，即等待到 FLASH 内部数据写入完毕 
* @param none 
* @retval none 
*/ 
void SPI_FLASH_WaitForWriteEnd(void) 
 
u8 FLASH_Status = 0; 
/* 选择 FLASH: CS 低 */ 
SPI_FLASH_CS_LOW(); 
/* 发送 读状态寄存器 命令 */ 
SPI_FLASH_SendByte(W25X_ReadStatusReg); 
SPITimeout = SPIT_FLAG_TIMEOUT; 
/* 若 FLASH 忙碌，则等待 */ 
do 
 
/* 读取 FLASH 芯片的状态寄存器 */ 
FLASH_Status = SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte); 
if ((SPITimeout--) == 0) 
 
SPI_TIMEOUT_UserCallback(4); 
return; 
 
 
while ((FLASH_Status & WIP_Flag) == SET); /* 正在写入标志 */ 
 
/* 停止信号 FLASH: CS 高 */ 
SPI_FLASH_CS_HIGH();

       发送读状态寄存器的指令编码“ W25X_ReadStatusReg”后，在 while 循环里持续获取寄存器的内容并检验它的“ WIP_Flag 标志” (即 BUSY 位)，一直等待到该标志表示写入结束时才退出本函数，以便继续后面与 FLASH 芯片的数据通讯。

       ⑨ FLASH 扇区擦除

       由于 FLASH 存储器的特性决定了它只能把原来为“ 1”的数据位改写成“0”，而原来为“ 0”的数据位不能直接改写为“ 1”。所以这里涉及到数据“擦除”的概念。

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       扇区擦除指令的第一个字节为指令编码，紧接着发送的 4 个字节用于表示要擦除的存储矩阵地址。要注意的是在扇区擦除指令前，还需要先发送“写使能”指令，发送扇区擦除指令后，通过读取寄存器状态等待扇区擦除操作完毕。

/*
* @brief 擦除 FLASH 扇区 
* @param SectorAddr：要擦除的扇区地址 
* @retval 无 
*/ 
void SPI_FLASH_SectorErase(u32 SectorAddr) 
 
/* 发送 FLASH 写使能命令 */ 
SPI_FLASH_WriteEnable(); 
SPI_FLASH_WaitForWriteEnd(); 
/* 擦除扇区 */ 
/* 选择 FLASH: CS 低电平 */ 
SPI_FLASH_CS_LOW(); 
/* 发送扇区擦除指令*/ 
SPI_FLASH_SendByte(W25X_SectorErase); 
/*发送擦除扇区地址的高 8 位*/ 
SPI_FLASH_SendByte((SectorAddr & 0xFF000000) >> 24); 
/*发送擦除扇区地址的中前 8 位*/ 
SPI_FLASH_SendByte((SectorAddr & 0xFF0000) >> 16); 
/* 发送擦除扇区地址的中后 8 位 */ 
SPI_FLASH_SendByte((SectorAddr & 0xFF00) >> 8); 
/* 发送擦除扇区地址的低 8 位 */ 
SPI_FLASH_SendByte(SectorAddr & 0xFF); 
/* 停止信号 FLASH: CS 高电平 */ 
SPI_FLASH_CS_HIGH(); 
/* 等待擦除完毕*/ 
SPI_FLASH_WaitForWriteEnd();

       ⑩ FLASH 的页写入

       FLASH 芯片也有页写入命令，使用页写入命令最多可以一次向 FLASH 传输 256 个字节的数据，我们把这个单位为页大小。

/** 
* @brief 对 FLASH 按页写入数据，调用本函数写入数据前需要先擦除扇区 
* @param pBuffer，要写入数据的指针 
* @param WriteAddr，写入地址 
* @param  NumByteToWrite，写入数据长度，必须小于等于 SPI_FLASH_PerWritePageSize 
* @retval 无 
*/ 
void SPI_FLASH_PageWrite(u8* pBuffer, u32 WriteAddr, u16 NumByteToWrite) 
 
/* 发送 FLASH 写使能命令 */ 
SPI_FLASH_WriteEnable(); 
/* 选择 FLASH: CS 低电平 */ 
SPI_FLASH_CS_LOW(); 
/* 写页写指令*/ 
SPI_FLASH_SendByte(W25X_PageProgram); 
/*发送写地址的高 8 位*/ 
SPI_FLASH_SendByte((WriteAddr & 0xFF000000) >> 24); 
/*发送写地址的中前 8 位*/ 
SPI_FLASH_SendByte((WriteAddr & 0xFF0000) >> 16); 
/*发送写地址的中后 8 位*/ 
SPI_FLASH_SendByte((WriteAddr & 0xFF00) >> 8); 
/*发送写地址的低 8 位*/ 
SPI_FLASH_SendByte(WriteAddr & 0xFF); 
if (NumByteToWrite > SPI_FLASH_PerWritePageSize) 
 
NumByteToWrite = SPI_FLASH_PerWritePageSize; 
FLASH_ERROR("SPI_FLASH_PageWrite too large!"); 
 
/* 写入数据*/ 
while (NumByteToWrite--) 
 
/* 发送当前要写入的字节数据 */ 
SPI_FLASH_SendByte(*pBuffer); 
/* 指向下一字节数据 */ 
pBuffer++; 
 
/* 停止信号 FLASH: CS 高电平 */ 
SPI_FLASH_CS_HIGH(); 
 
/* 等待写入完毕*/ 
SPI_FLASH_WaitForWriteEnd();

       先发送“写使能”命令，接着才开始页写入时序， 然后发送指令编码、地址， 再把要写入的数据一个接一个地发送出去，发送完后结束通讯，检查 FLASH状态寄存器，等待 FLASH 内部写入结束。

       ⑪  不定量数据写入

/** 
* @brief 对 FLASH 写入数据，调用本函数写入数据前需要先擦除扇区 
* @param pBuffer，要写入数据的指针 
* @param WriteAddr，写入地址 
* @param NumByteToWrite，写入数据长度 
* @retval 无 
*/ 
void SPI_FLASH_BufferWrite(u8* pBuffer, u32 WriteAddr, u16 NumByteToWrite) 
 
u8 NumOfPage = 0, NumOfSingle = 0, Addr = 0, count = 0, temp = 0; 
/*mod 运算求余，若 writeAddr 是 SPI_FLASH_PageSize 整数倍，运算结果 Addr 值为0*/ 
Addr = WriteAddr % SPI_FLASH_PageSize; 
NumOfPage =  NumByteToWrite / SPI_FLASH_PageSize; 
/*mod 运算求余，计算出剩余不满一页的字节数*/ 
NumOfSingle = NumByteToWrite % SPI_FLASH_PageSize; 
/* Addr=0,则 WriteAddr 刚好按页对齐 aligned  */ 
if (Addr == 0) 
 
/* NumByteToWrite < SPI_FLASH_PageSize */ 
if (NumOfPage == 0) 
 
SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumByteToWrite); 
 
else /* NumByteToWrite > SPI_FLASH_PageSize */ 
 
/*先把整数页都写了*/ 
while (NumOfPage--) 
 
SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, SPI_FLASH_PageSize); 
WriteAddr += SPI_FLASH_PageSize; 
pBuffer += SPI_FLASH_PageSize; 
 
/*若有多余的不满一页的数据，把它写完*/ 
SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle); 
 
 
/* 若地址与 SPI_FLASH_PageSize 不对齐 */ 
else 
 
/* NumByteToWrite < SPI_FLASH_PageSize */ 
if (NumOfPage == 0) 
 
/*当前页剩余的 count 个位置比 NumOfSingle 小，写不完*/ 
if (NumOfSingle > count) 
 
temp = NumOfSingle - count; 
/*先写满当前页*/ 
SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count);
WriteAddr += count; 
pBuffer += count; 
/*再写剩余的数据*/ 
SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, temp); 
 
else /*当前页剩余的 count 个位置能写完 NumOfSingle 个数据*/ 
 
SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumByteToWrite); 
 
 
else /* NumByteToWrite > SPI_FLASH_PageSize */ 
 
/*地址不对齐多出的 count 分开处理，不加入这个运算*/ 
NumByteToWrite -= count; 
NumOfPage = NumByteToWrite / SPI_FLASH_PageSize; 
NumOfSingle = NumByteToWrite % SPI_FLASH_PageSize; 

SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count); 
WriteAddr += count; 
pBuffer += count; 
/*把整数页都写了*/ 
while (NumOfPage--) 
 
SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, SPI_FLASH_PageSize); 
WriteAddr += SPI_FLASH_PageSize; 
pBuffer += SPI_FLASH_PageSize; 
 
/*若有多余的不满一页的数据，把它写完*/ 
if (NumOfSingle != 0) 
 
SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

       页的大小以及实际数据写入的时候，使用的是针对 FLASH 芯片的页写入函数，且在实际调用这个“不定量数据写入”函数时，还要注意确保目标扇区处于擦除状态。
       ⑫ 从 FLASH 读取数据

       发送了指令编码及要读的起始地址后， FLASH 芯片就会按地址递增的方式返回存储矩阵的内容，读取的数据量没有限制，只要没有停止通讯， FLASH 芯片就会一直返回数据。

/** 
* @brief 读取 FLASH 数据 
* @param  pBuffer，存储读出数据的指针 
* @param  ReadAddr，读取地址 
* @param  NumByteToRead，读取数据长度 
* @retval 无 
*/ 
void SPI_FLASH_BufferRead(u8* pBuffer, u32 ReadAddr, u16 NumByteToRead) 
 
/* 选择 FLASH: CS 低电平 */ 
SPI_FLASH_CS_LOW(); 
/* 发送 读 指令 */ 
SPI_FLASH_SendByte(W25X_ReadData); 
/* 发送  读  地址高 8 位  */ 
SPI_FLASH_SendByte((ReadAddr & 0xFF000000) >> 24); 
/* 发送 读 地址中前 8 位 */ 
SPI_FLASH_SendByte((ReadAddr & 0xFF0000) >> 16); 
/* 发送 读 地址中后 8 位 */ 
SPI_FLASH_SendByte((ReadAddr& 0xFF00) >> 8); 
/* 发送 读 地址低 8 位 */ 
SPI_FLASH_SendByte(ReadAddr & 0xFF); 
/* 读取数据 */ 
while (NumByteToRead--)  
/* 读取一个字节*/ 
*pBuffer = SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte); 
/* 指向下一个字节缓冲区 */ 
pBuffer++; 
 
/* 停止信号 FLASH: CS 高电平 */ 
SPI_FLASH_CS_HIGH();

（3）main 函数
 

#define RxBufferSize1   (countof(TxBuffer1) - 1) 
#define countof(a)      (sizeof(a) / sizeof(*(a))) 
#define  BufferSize (countof(Tx_Buffer)-1) 
 
#define  FLASH_WriteAddress    0x00000 
#define  FLASH_ReadAddress     FLASH_WriteAddress 
#define  FLASH_SectorToErase   FLASH_WriteAddress 
 
 
/* 发送缓冲区初始化 */ 
uint8_t Tx_Buffer[] = " stm32 开发板\\r\\n"; 
uint8_t Rx_Buffer[BufferSize]; 
 
//读取的 ID 存储位置 
  IO uint32_t DeviceID = 0; 
  IO uint32_t FlashID = 0; 
  IO TestStatus TransferStatus1 = FAILED; 
 
// 函数原型声明 
void Delay(  IO uint32_t nCount); 
 
/* 
* 函数名：main 
* 描述  ：主函数 
* 输入  ：无 
* 输出  ：无 
*/ 
int main(void) 
 
LED_GPIO_Config(); 
LED_BLUE; 
/* 配置串口 1 为：115200 8-N-1 */ 
Debug_USART_Config(); 
printf("\\r\\n 这是一个 16M 串行 flash(W25Q128)实验 \\r\\n"); 
Delay( 200 ); 
/* 获取 SPI Flash ID */  
FlashID = SPI_FLASH_ReadID(); 
/* 检验 SPI Flash ID */ 
if (FlashID == sFLASH_ID || FlashID2 == sFLASH_ID) 
 
printf("\\r\\n 检测到 SPI FLASH W25Q256 !\\r\\n"); 
/* 擦除将要写入的 SPI FLASH 扇区，FLASH 写入前要先擦除 */ 
SPI_FLASH_SectorErase(FLASH_SectorToErase); 
/*  将发送缓冲区的数据写到 flash 中  */ 
SPI_FLASH_BufferWrite(Tx_Buffer, FLASH_WriteAddress, BufferSize); 
printf("\\r\\n 写入的数据为：\\r\\n%s", Tx_Buffer); 
/* 将刚刚写入的数据读出来放到接收缓冲区中 */ 
SPI_FLASH_BufferRead(Rx_Buffer, FLASH_ReadAddress, BufferSize); 
printf("\\r\\n 读出的数据为：\\r\\n%s", Rx_Buffer); 
/* 检查写入的数据与读出的数据是否相等 */ 
TransferStatus1 = Buffercmp(Tx_Buffer, Rx_Buffer, BufferSize); 
if ( PASSED == TransferStatus1 ) 以上是关于梳理STM32F429之通信传输部分---NO.8 硬件SPI的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
 

 STM32F429 定时器触发 USART DMA 传输问题


 STM32F429开发板用户手册第18章       STM32F429的GPIO应用之跑马灯


 STM32F429开发板用户手册第19章       STM32F429的GPIO应用之按键FIFO


 STM32F429第二十三篇之电容按键


 STM32F429第二十七篇之DMA实验详解


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